发酵工艺学演示文稿
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发酵工艺学食品工业常用微生物
•温度不适，细菌无法繁殖
•（5）以上说明细菌繁殖的条件
是：•适宜的温度 、•水分、•营养物质（有机物）。
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发酵工艺学食品工业常用微生物
•对 号 入 座
•酵母菌 •霉菌 •醋酸菌 •乳酸菌
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发酵工艺学食品工业常用微生物
•食品变败的类型
➢ 腐败（putrefaction）：食品的蛋白质成分在厌 氧条件下被微生物分解，产生以恶臭为主的变化
•——发酵酸奶的生产菌
–链球菌属（Streptococcus） •乳脂链球菌（St.cremoris）
•——干酪、酸制奶油发酵剂菌种
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发酵工艺学食品工业常用微生物
–明串珠菌属（Leuconostoc）
•肠膜状明串珠菌（L.mesenterides）
•——生产酸泡菜及右旋糖苷（代血浆）。
•-双歧杆菌属（Bifidobacterium）
• 人体肠道有益菌群，可定殖在宿主的肠粘 膜上形成生物学屏障，具有拮抗致病菌、改善 微生态平衡、合成多种微生素、提供营养、抗 肿瘤、降低内毒素、提高免疫力、保护造血器 官、降低胆固醇水平等重要生理功能，其促进 人体健康的有益作用，远远超过其它乳酸菌。
•-片球菌属（Pediococcus）
•嗜盐片球菌（Pc.halophilus）
•——耐NaCl浓度18%～20%,参与酱油酿造;
•乳酸片球菌（Pc.acidilactici）
•——可在含6%～8% 的NaCl环境中生长， 耐NaCl浓度13%～20%，参与酸泡菜发酵。
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发酵工艺学食品工业常用微生物
并非生物分类学名词，而是指能够利用发酵性 糖类产生大量乳酸的一类微生物的统称。虽然有 些霉菌也能产生大量乳酸，但以乳酸细菌为主要 类群，因而通常将乳酸细菌称之为乳酸菌。
酒精发酵工艺过程ppt
课程设计产品实例介绍
淀粉原料酒精发酵
（Alcohol Fermentation ）
1
酒精制造过程
原料(淀粉、纤维素)
酸解 水解 酶解 单糖
Yeast
发酵
(Saccharomyces cerevisae) 发酵产物
蒸馏…
酒精
2
一、生化机制
C6H12O6 ? 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + H2O
三角瓶液体酵母
•
↓
↓
↓
•
曲种
蒸煮
卡式罐酒母
•
↓
↓
↓
•
糖化曲液 糖化→酒母糖化醪→小酒母
•
↓
↓
•
发酵
大酒母
•
↓
•
蒸馏
•
↓
•
•
酒糟废液 酒精 杂醇油
米曲汁
15
淀粉颗粒→淀粉分子→可发酵性糖→酒精→95％乙醇
(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6→2nC2H6O+2nCO2 +2主nA要T步P 骤： 1. 原料粉碎 2. 蒸煮糊化 3. 曲霉糖化 4. 酵母发酵 5. 蒸馏提纯
2.糖类原料 废糖蜜、甘蔗、甜菜等 3.纤维质原料 农作物秸秆、甘蔗渣、废纤维垃圾 4.其他原料 亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等
9
10
纤维素生产酒精工艺
11
12
三、酒精发酵微生物
1. 糖化菌（将淀粉、纤维素转化为糖
）
曲霉（Aspergillus spp.）
根霉（Rhizopus spp.）
2. 酒母（将糖转化为乙醇）
香型 酱香（浓香）
清香（浓香）
淀粉原料酒精发酵
（Alcohol Fermentation ）
1
酒精制造过程
原料(淀粉、纤维素)
酸解 水解 酶解 单糖
Yeast
发酵
(Saccharomyces cerevisae) 发酵产物
蒸馏…
酒精
2
一、生化机制
C6H12O6 ? 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + H2O
三角瓶液体酵母
•
↓
↓
↓
•
曲种
蒸煮
卡式罐酒母
•
↓
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糖化曲液 糖化→酒母糖化醪→小酒母
•
↓
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发酵
大酒母
•
↓
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蒸馏
•
↓
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•
酒糟废液 酒精 杂醇油
米曲汁
15
淀粉颗粒→淀粉分子→可发酵性糖→酒精→95％乙醇
(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6→2nC2H6O+2nCO2 +2主nA要T步P 骤： 1. 原料粉碎 2. 蒸煮糊化 3. 曲霉糖化 4. 酵母发酵 5. 蒸馏提纯
2.糖类原料 废糖蜜、甘蔗、甜菜等 3.纤维质原料 农作物秸秆、甘蔗渣、废纤维垃圾 4.其他原料 亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等
9
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纤维素生产酒精工艺
11
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三、酒精发酵微生物
1. 糖化菌（将淀粉、纤维素转化为糖
）
曲霉（Aspergillus spp.）
根霉（Rhizopus spp.）
2. 酒母（将糖转化为乙醇）
香型 酱香（浓香）
清香（浓香）
食品发酵工艺学ppt课件.ppt
3）反应专一
食品发酵与酿造过程是通过生物体的自动调 节方式来完成的，反应专一性强。因而，可以得 到较为单一的代谢产物，避免不利或有害副产物 混杂其中。 4）代谢多样
由于各种各样生物体代谢方式、代谢过程的 多样化，以及生物体化学反应的高度选择性，即 使是极其复杂的高分子化合物，也能在自然界找 到所需的代谢产物。因而，发酵与酿造适应的范 围非常广。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
列文虎克（Leewenhoch,1632-1723）
荷兰业余科学家，1676年，用自磨镜片创造 了一架能放大 266倍的原始显微镜一生制作 了419台显微镜；
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
最早的发酵产品据记载起源与5000BC。据记载最早 的发酵食品应是酒类，通常认为是wine,因为大自然中 具备了野生果类和酵母菌，条件适宜情况下即行发酵。 在神话传说中亦有猿猴酿酒之说。由于自然界中资源 的多样性，便有了多种多样的发酵食品。
单菌落
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
1、发酵及发酵工业
广义——通过微生物的培养使某种特定代谢产 物或菌体本身大量积累的过程。
狭义——厌氧微生物或兼性厌氧微生物在无氧 条件下进行能量代谢并获得能量的一种方式。
发酵工业：（巴斯德）经纯种培养和提炼精制 获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过 程叫发酵工业。如酒精、抗生素、柠檬酸、氨 基酸、酶、维生素、某些色素等。
食品发酵与酿造过程是通过生物体的自动调 节方式来完成的，反应专一性强。因而，可以得 到较为单一的代谢产物，避免不利或有害副产物 混杂其中。 4）代谢多样
由于各种各样生物体代谢方式、代谢过程的 多样化，以及生物体化学反应的高度选择性，即 使是极其复杂的高分子化合物，也能在自然界找 到所需的代谢产物。因而，发酵与酿造适应的范 围非常广。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
列文虎克（Leewenhoch,1632-1723）
荷兰业余科学家，1676年，用自磨镜片创造 了一架能放大 266倍的原始显微镜一生制作 了419台显微镜；
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
最早的发酵产品据记载起源与5000BC。据记载最早 的发酵食品应是酒类，通常认为是wine,因为大自然中 具备了野生果类和酵母菌，条件适宜情况下即行发酵。 在神话传说中亦有猿猴酿酒之说。由于自然界中资源 的多样性，便有了多种多样的发酵食品。
单菌落
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
1、发酵及发酵工业
广义——通过微生物的培养使某种特定代谢产 物或菌体本身大量积累的过程。
狭义——厌氧微生物或兼性厌氧微生物在无氧 条件下进行能量代谢并获得能量的一种方式。
发酵工业：（巴斯德）经纯种培养和提炼精制 获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过 程叫发酵工业。如酒精、抗生素、柠檬酸、氨 基酸、酶、维生素、某些色素等。
发酵工艺基本原理课件
发酵过程的控制
温度控制
温度是影响微生物生长和代谢的重要 因素，通过调节温度可以控制发酵过 程。
pH控制
pH对微生物的生长和产物合成有重 要影响，通过添加酸或碱来调节pH 。
溶氧控制
某些微生物在发酵过程中需要充足的 溶氧，通过控制通气速率和搅拌速率 来满足。
泡沫控制
通过添加消泡剂或调节搅拌速率来控 制发酵过程中的泡沫。
03
02
医药工业
用于生产抗生素、维生素等药品。
环境治理
用于处理废水、废气等污染物，实 现环保和资源化利用。
04
02
发酵微生物
发酵微生物的种类
01
02
03
细菌
如乳酸菌、醋酸菌等，是 发酵工业中应用最早、最 广泛的微生物。
霉菌
如曲霉、根霉等，能够产 生丰富赤酵母等 ，主要用于酒精发酵和面 包制作。
发酵产物的提取和精制
提取
根据发酵产物的性质和溶解度，采用 不同的提取方法，如溶剂萃取、沉淀 法、吸附法等。
精制
通过物理或化学的方法，去除杂质， 提高发酵产物的纯度和质量。常见的 精制方法有结晶、离子交换、色谱分 离等。
发酵产物的应用
食品工业
如酒精饮料、面包、酸奶 等食品的制造。
农业
如植物生长调节剂、生物 农药等的生产。
厌氧发酵罐
专为厌氧发酵设计，具有严格密封和搅拌装 置，以维持厌氧环境。
发酵设备的选择
根据发酵工艺要求
不同的发酵工艺需要不同类型的设备，选择 时应考虑工艺的特殊要求。
设备材质与耐腐蚀性
选择耐腐蚀、耐高温、耐压的材质，以确保 设备的长期稳定运行。
设备容量与生产规模相适应
确保设备容量与生产规模相匹配，避免浪费 或不足。
发酵工艺学ppt课件
● 起免疫抑制作用的抗生素：环孢菌素A等
(2)、氨基酸 (3)、维生素：VB2、VB12、VC、VA的前体 (4)、甾体激素：可的松、泼尼松、肤轻松、确氨舒松等
(5)、生物制品：各种疫苗、类毒素等 (6)、治疗用酶：蛋白酶、核酸酶、尿激酶、SOD等 (7)、酶抑制剂：
(8)、其他：核酸类药物如：肌苷、辅酶A、AMP、ATP、FAD
2、纯培养技术的建立---第一个转折期 奠基人：安东尼.列文虎克、巴斯德、柯赫等
本时期产品：酵母、酒精、丙酮、有机酸、酶制剂等，主要 为厌氧发酵和表面术的建立---第二个转折期 1928年英国细菌学家弗莱明发现点青霉可产抑制葡萄球菌 的青霉素。1945年大规模生产，采用深层培养技术。 链霉 素、氯霉素、金霉素、土霉素、四环素等出现其他发酵产品 也相继出现 本时期产品：抗生素类、氨基酸类、酶制剂类
用于选择性分离放线菌的几种培养基 培养基 含胶态几丁质、矿物盐 基质减半的营养琼脂培养基 葡萄糖、天冬酰胺、 占优势的菌株 链霉菌属、微单孢菌属 嗜热放线菌 马杜拉放线菌、小双孢菌 含
2、分离不同产物的微生物采用不同的培养基 分离各种酶类、分离固氮菌 3、恒化式富集培养技术
三、菌种的分离 (一)、选择性压力分离法 选择性压力分离法：利用不同微生物生长繁殖对环境及营养 的要求不同，如：温度、pH、渗透压、氧气、碳源、氮源及 其他特殊条件，使其利于某类或某种微生物的生长而不利于 其他种类微生物的生存，以使目的菌占优势而得以分离出来 的方法。 1、分离不同微生物采用不同的培养基或培养条件
1960~1970
1970~1980 1980~
4、人工诱变育种、基因工程菌---第三个转折期
● 核苷酸、有机酸及部分抗生素用诱变育种的方法使产量大幅度
《发酵技术》PPT
食醋还含某些维生素，如维生素B1、B2和烟酸等。烧菜时加些醋，可以促进菜中钙、磷、铁等成分的溶解，被充分吸收利用。烧鱼时，加点醋既可解鱼腥味，又可使鱼骨中的钙、磷溶解出来， 提高营养价值。炒辣椒时放点醋能减少辣椒中维生素C 的损失，同时又可减去一些辣味。烧煮牛、羊肉时加点醋，可以使肉容易煮得烂。吃油腻食品时，加点醋或蘸着吃，就不会感到腻口。把一些蔬菜泡在醋里做成酸菜，既易保存，又美味可口。
泡菜的制作
同样是泡菜，美国的酸黄瓜加的是酵母菌和糖，酸味主要来自醋酸。中国的泡菜利用的是乳酸菌，酸味主要来自乳酸。前者是有氧发酵，后者是无氧发酵。
沼气发酵
沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼气的过程。沼气是一种混合气体，可以燃烧，因为这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气，它的主要成分是甲烷占55％～70％左右，二氧化碳占25％～40％左右，此外还有少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。
沼气发酵技术
无氧条件利用微生物——甲烷细菌产生甲烷甲烷燃烧可用于照明、发电。 沼渣是沼气发酵后残留在沼气池底部的半固体物质,含有丰富的机质、腐殖酸、粗蛋白、氮、磷、钾和多种微量元素等，是一种缓速兼备的优质有机肥和养殖饵料。
30度培养一天半
醋的历史
醋是我们日常生活中最常用的调料，在防病治病方面也有一定用场。我国是最早知道酿醋的国家，据《史记》记载，早在春秋战国时代就有专门酿醋的作坊了。食醋是由含酒精类物质，经过醋酸菌类繁殖与氧化，在酶的作用下，把原料中的糖、蛋白、酒精等转变为醋酸和其它有机物，通过一番复杂的生物化学反应而制成这种色、香、味俱全的食醋。
6．晒制：开春后，将半成品豆豉料取出，摊开、压薄，置于阳光下曝晒7～10天，再用木杵捣烂，拌和，最后捏团（每团0.5～1公斤）在阳光下晾晒几日即为成品。用食品袋密封包装，一般可贮藏1～2年不会变质。
泡菜的制作
同样是泡菜，美国的酸黄瓜加的是酵母菌和糖，酸味主要来自醋酸。中国的泡菜利用的是乳酸菌，酸味主要来自乳酸。前者是有氧发酵，后者是无氧发酵。
沼气发酵
沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生沼气的过程。沼气是一种混合气体，可以燃烧，因为这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气，它的主要成分是甲烷占55％～70％左右，二氧化碳占25％～40％左右，此外还有少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。
沼气发酵技术
无氧条件利用微生物——甲烷细菌产生甲烷甲烷燃烧可用于照明、发电。 沼渣是沼气发酵后残留在沼气池底部的半固体物质,含有丰富的机质、腐殖酸、粗蛋白、氮、磷、钾和多种微量元素等，是一种缓速兼备的优质有机肥和养殖饵料。
30度培养一天半
醋的历史
醋是我们日常生活中最常用的调料，在防病治病方面也有一定用场。我国是最早知道酿醋的国家，据《史记》记载，早在春秋战国时代就有专门酿醋的作坊了。食醋是由含酒精类物质，经过醋酸菌类繁殖与氧化，在酶的作用下，把原料中的糖、蛋白、酒精等转变为醋酸和其它有机物，通过一番复杂的生物化学反应而制成这种色、香、味俱全的食醋。
6．晒制：开春后，将半成品豆豉料取出，摊开、压薄，置于阳光下曝晒7～10天，再用木杵捣烂，拌和，最后捏团（每团0.5～1公斤）在阳光下晾晒几日即为成品。用食品袋密封包装，一般可贮藏1～2年不会变质。
《发酵工艺学第六》课件
适用人群
食品科学与工程专业的学生 食品工业的研发人员 食品生产一线的技术人员 对发酵工艺感兴趣的爱好者
课件结构
引言：介绍《发酵工艺学第六》 的背景和意义
主要内容：介绍《发酵工艺学第 六》的主要章节和内容
教学方法：介绍《发酵工艺学第 六》的教学方法和手段
实践操作：介绍《发酵工艺学第 六》的实践操作和实验
自我评估与反馈
回顾学习内容， 总结知识点
思考题：针对知 识点进行自我测 试
反馈：对自我测 试结果进行分析 ，找出薄弱环节
制定改进计划， 提高学习效果
下一步学习计划
复习重点：掌握发酵工艺学的基本原理和关键技术 思考题：针对实际生产问题，提出解决方案 学习资料：查阅相关文献和资料，了解最新研究成果 实践操作：参与实验室实验，提高实际操作能力
主要设备介绍
发酵罐：用于微生物发 酵的主要设备，具有保 温、控温、搅拌等功能
空气过滤器：用于过滤 空气中的杂质，保证发 酵罐内的空气清洁
冷却器：用于控制发酵 罐内的温度，保证微生 物发酵的最佳温度
搅拌器：用于搅拌发酵 罐内的物料，保证微生 物发酵的均匀性
控制系统：用于控制发 酵罐内的温度、湿度、 压力等参数，保证微生 物发酵的最佳条件
学习目标
掌握发酵工艺学的基本概念和原理 理解发酵工艺在食品、医药、化工等领域的应用 学会如何设计和优化发酵工艺流程 提高对发酵工艺在实际生产中的认识和应用能力
05
发酵工艺流程及设备
发酵工艺流程
原料准备：选择合适的原料，如糖、淀粉、蛋白质等 菌种培养：选择合适的菌种，如酵母、乳酸菌、醋酸菌等 发酵过程：将原料和菌种混合，进行发酵，产生发酵产物 发酵产物分离：将发酵产物与原料分离，得到纯化的发酵产物 发酵产物纯化：对发酵产物进行纯化，得到高纯度的发酵产物 发酵产物包装：将发酵产物进行包装，得到成品
《发酵工艺原理》课件
详细描述
发酵是通过微生物或酶的代谢活动，将有机物质转化为更简单的化合物或能量的生物化学过程。在发酵过程中， 微生物或酶可以将底物转化为有用的产品，如酒精、乳酸、醋酸等。根据产物的不同，发酵可以分为多种类型， 如酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等。
发酵技术的发展历程
总结词
发酵技术的发展经历了漫长的历程，从古代酿酒到现代工业发酵，技术的不断改进和创 新推动了发酵工业的快速发展。
04 发酵工艺流程与设的基本流程，包括原料准备、菌种制备、发酵过
程、产物提取等阶段。
发酵工艺分类
02
根据发酵原料、菌种和产物不同，对发酵工艺进行分类，如酒
精发酵、乳酸发酵等。
发酵工艺应用
03
介绍发酵工艺在食品、医药、化工等领域的应用，以及其发展
前景。
详细描述
发酵技术的发展历程可以追溯到古代酿酒技术，人们通过控制微生物的生长和代谢，将 粮食转化为酒精。随着科技的不断进步，现代工业发酵技术得到了迅速发展，人们开始 利用微生物或酶进行大规模的工业化生产，如氨基酸、抗生素、酶制剂等。技术的不断
改进和创新使得发酵工业的生产效率和质量得到了显著提高。
发酵工业的应用领域
要点一
总结词
发酵工业的应用领域非常广泛，涉及到食品、医药、农业 、环保等多个领域。
要点二
详细描述
发酵工业的应用领域非常广泛，其中最常见的是食品工业 中的应用，如面包、啤酒、酸奶等产品的生产。此外，发 酵技术还在医药领域中发挥着重要作用，如抗生素、疫苗 、生长因子等的生产。在农业领域中，发酵技术可以用于 生产植物生长调节剂、杀虫剂等。此外，在环保领域中， 发酵技术可以用于废水的处理和有机废物的资源化利用。
提取方法
发酵产物可以通过不同的提取方法进 行分离，如沉淀法、离心法、萃取法 等。这些方法的选择取决于产物的性 质和所需的纯度。
发酵是通过微生物或酶的代谢活动，将有机物质转化为更简单的化合物或能量的生物化学过程。在发酵过程中， 微生物或酶可以将底物转化为有用的产品，如酒精、乳酸、醋酸等。根据产物的不同，发酵可以分为多种类型， 如酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等。
发酵技术的发展历程
总结词
发酵技术的发展经历了漫长的历程，从古代酿酒到现代工业发酵，技术的不断改进和创 新推动了发酵工业的快速发展。
04 发酵工艺流程与设的基本流程，包括原料准备、菌种制备、发酵过
程、产物提取等阶段。
发酵工艺分类
02
根据发酵原料、菌种和产物不同，对发酵工艺进行分类，如酒
精发酵、乳酸发酵等。
发酵工艺应用
03
介绍发酵工艺在食品、医药、化工等领域的应用，以及其发展
前景。
详细描述
发酵技术的发展历程可以追溯到古代酿酒技术，人们通过控制微生物的生长和代谢，将 粮食转化为酒精。随着科技的不断进步，现代工业发酵技术得到了迅速发展，人们开始 利用微生物或酶进行大规模的工业化生产，如氨基酸、抗生素、酶制剂等。技术的不断
改进和创新使得发酵工业的生产效率和质量得到了显著提高。
发酵工业的应用领域
要点一
总结词
发酵工业的应用领域非常广泛，涉及到食品、医药、农业 、环保等多个领域。
要点二
详细描述
发酵工业的应用领域非常广泛，其中最常见的是食品工业 中的应用，如面包、啤酒、酸奶等产品的生产。此外，发 酵技术还在医药领域中发挥着重要作用，如抗生素、疫苗 、生长因子等的生产。在农业领域中，发酵技术可以用于 生产植物生长调节剂、杀虫剂等。此外，在环保领域中， 发酵技术可以用于废水的处理和有机废物的资源化利用。
提取方法
发酵产物可以通过不同的提取方法进 行分离，如沉淀法、离心法、萃取法 等。这些方法的选择取决于产物的性 质和所需的纯度。
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特点： （1）多学科、综合性的科学技术 （2）有生物催化剂的参与
目的：是建立工业生产过程或进行社会服务
。
生物技术的多学科性 生物学、化学、工程学、医学、药学、农
学等。
生物学
生化
生物工程
化
生物技术
学
化学工 程
工程学
2 生物工程（bioengineering）
一般是指医学工程、环境工程、卫生 工程、农业工程、仿生工程、人体功 能工程等的总称。
(3 ) 生物反应器及反应条件
的选择
（4） 产物的分离纯化
特点 （1）常温、常压
（2）原料来源丰富、价廉
（3) 生产设备简单
(4) 酶反应过程和发酵过程各具特
点。
三、生物技术的发展简史
1 传统（古老）的生物技术 2 第一代（初期）生物技术产品的出现：19世纪
末--------20世纪30年代 3 第二代（近代）生物技术产品的发展：20世纪
酶的合成调控(反馈控制和反馈阻遏),解除菌体 自身的反馈调节, 突变株的应用,前体、终产物、 副产物等 近代转折点：基因、动物、海洋
发酵工程的重大转折点
二十世纪四十年代初，第二次世界大战爆发，青霉素的发现，迅速形成 工业大规摸生产。
1928年由 Fleming发现青霉素
1941年美国和英国合作对青霉素进行生产研究
表面培养：1升扁瓶或锥形瓶，内装200mL麦麸培养基 ─── 40u/ml
1943年沉浸培养： 5m3 ─── 200u/ml
当今：100m3─200m3 ─── 5-10万u/ml
链霉素、金霉素、新霉索、红霉素
主要的技术进展：
通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。 抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养 基灭菌、无污
细胞大规模培养 ── 微生物、动植物细 胞、藻类细胞等
细胞代谢产物、生物转化、酶、基因表达 产物和基因质粒等
占生物技术产品的40%以上，达1OOO亿美元。
发酵工程产业化发展
目前，全球发酵产品的年销售额在400亿美元左右，并以每 年约7％～8％的速率增长。 我国发酵行业生产企业有5000多家，主要发酵产品的年产 值高达1300亿元。
发酵工程技术给人类社会生产力的发展带来了巨大的潜力
涉及到解决人类所面临的食品与营养、健康与环境、 资源与能源等重大问题
21世纪是生物技术世纪
未来学家说：21世纪是生物技术世纪；
科学家预言： 21世纪世界即将在生物技术上取得 重大突破，新世纪之初，科学方面的主要将在生物 学、遗传学和医学、新型生物材料、能源、环境保 护上有所突破；
物理过程与生物学的结合。
3 生物化学工程（biochemical
engineering）
运用化学工程的原理和方法，对实 验室所取得的生物技术成果加以开
发，使之成为生物反应过程的一门 学科。
生物技术工程
基因工程 细胞工程 酶工程
产品
发酵工程
产物 产品
发 酵 工 程 ── 利用微生物进行产品生产
发酵工艺学演示文稿
一、教材： 何建勇 主编
《发酵工 艺学》
二、参考书以及文献： 生物工艺学：储炬主编。 生物工程学报 食品与发酵工业 中国抗生素杂志 微生物学学报 应用微生物学杂志 Bioengineering and Biotechnology
第一章 绪论 一、生物技术与生物工程
40年代 4 第三代（现代）生物技术产品的出现
发酵现象→酿造食品工业→非食品工业→青霉素 →抗菌素发酵工业→氨基酸,核酸发酵（代谢控 制发酵）→基因工程菌→动物细胞大规模培养→ 植物细胞大规模培养→藻类细胞大规模培养→转
基因动物
第一个转折点：非食品工业 第二个转折点：青霉素→抗菌素发酵工业 第三个转折点：切断支路代谢:酶的活力调控,
具体： 开发新产品、 改造现有生产菌种、 代谢途径工程、 生物转化、 诊断药物的研制及治疗药物的研制、 基因治疗、 转基因动物和转基因植物等。
四、发酵以及发酵工业的范畴
1.发酵（fermentation）
原始定义
现代含义： 是指利用培养微生物来制得产物的需氧
染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。
意义：
抗生素工业的发展 建立了一套完整的好氧发酵技术，大型搅拌发酵罐培养方法 推动了整个发酵工业的深入发展 为现代发酵工程奠定了基础
大型发酵罐 搅拌装置
180M3发酵罐车间
大型空气压缩机
发酵车间的空气过滤器
20世纪70年代
细胞融合技术、基因操作技术等生物技术发展， 打破了生物种间障碍，能定向地制造出新的有用
1 生物技术（Biotechnology） ------是应用自然科学以及工程学的原理，依靠生物
作用剂（biological agents） 的作用将物料进行加工， 以提供产品或为社会服务的技术。 ------是将生物化学、生物学、微生物学和化学工程 应用于工业生产过程（包括医药卫生、能源及农业 的产品）以及环境保护的技术。 ------是对生物作用和生物物料加以评价和应用，并 进行工业产品生产的技术。 ------是生物系统或生物过程的工业利用。
经济学家则认为：21世纪20年代，生物经济将由目 前的形成阶段进入成长阶段，主导，发酵工程为中心，
加上酶工程、细胞工程、蛋白质工程 等的一个综合体系。
主要包括：重组DNA 技术、原生质体 技术、突变生物合成、组合生物合成、 单克隆抗体、组织培养技术。
传统生物技术
抗生素、生物制药、氨基酸、核苷酸、
有机酸、饲料添加剂、微生态制剂、
生物农药、生物肥料等
现代生物技术 基因工程菌发酵
基因工程药物、疫苗及抗体产品
医药、轻工、食品、农业、环保、能源等行业
化学工程 生物化工 生物加工行业
二、生物反应过程的特点
生物反应过程：（1）原材料的预处理
（2）生物催化剂的制备
的微生物：
增加微生物体内控制代谢产物产量的基因拷贝数，可以 大幅度地提高目标产物的产量
将动、植物或某些微生物特有产物的控制基因植入细胞 中，快速经济地大量生产这些产物
将具有不同性能的多种质粒植入，使新菌株在清除污染 或以非粮食物质为原料进行发酵生产或环境保护
动物细胞反应器
细胞大规模培养技术